Am 25. März 2025 fand das 14. Sächsische Simulationsanwendertreffen (SAXSIM) an der TU Chemnitz statt. Die Veranstaltung bot erneut eine wertvolle Plattform für den Austausch zwischen Wissenschaft und Industrie mit klarem Fokus auf anwendungsorientierte Forschung im Bereich der Simulation.

Unser Mitarbeiter Herr Stahr aus der Fachgruppe „Nachhaltige Produkte“ stellte im Rahmen der Konferenz einen innovativen Ansatz zur KI-gestützten Topologieoptimierung nachgiebiger Mechanismen vor. Diese Methode ermöglicht es, nachgiebige Mechanismen effizienter zu gestalten und kann von Interessierten direkt über unser Online-Tool ausprobiert werden.

Ein besonderer Dank gilt Prof. M. Berger sowie unseren engagierten Kolleginnen und Kollegen im Hintergrund, die für einen reibungslosen Ablauf der Konferenz gesorgt haben. Wir freuen uns bereits auf das nächste Anwendertreffen in Chemnitz und auf weitere spannende Einblicke in die Welt der Simulationstechnologien.

 

Am 11. und 12. März 2025 nahmen zwei Mitarbeiter des IKAT an der renommierten CWD-Konferenz in Aachen teil – einer bedeutenden Fachveranstaltung für anwendungsbezogene Forschung im Bereich Windkraft. Die Konferenz bot eine Plattform für den Austausch über hochaktuelle Themen aus der Lager- und Antriebstechnik, Tribologie und Nachhaltigkeit.
Frau Nettlenbusch und Herr Schanner nutzten die Gelegenheit, um aktuelle Forschungsergebnisse des IKAT einem Fachpublikum aus Industrie und Wissenschaft zu präsentieren. Ihre Vorträge behandelten zentrale Herausforderungen der Branche: die Verbindung von nachhaltiger Produktgestaltung mit Qualitätsmanagement [(DOI: 10.1007/s10010-025-00820-3)] und das Verhalten von Hartpartikelsystemen in reibschlüssigen Verbindungen [(DOI: 10.1007/s10010-025-00802-5)].
Die angeregten Diskussionen während der Konferenztage verdeutlichten den hohen Stellenwert dieser Forschungsthemen für die Windindustrie. Das große Interesse und der intensive Austausch unterstreichen die Relevanz und den Innovationscharakter der IKAT-Forschungsarbeiten für eine nachhaltige und leistungsfähige Windkrafttechnologie.

Inhaltverzeichnis

1   AI in Design
2   Welle-Nabe-Verbindungen
3   Reibkorrosion
4   Gleitlager
5   Nachgiebige Mechanismen
6   Festigkeit von Verzahnungen
7   Reibwertverhalten
8   Nachhaltige Produkte

Das tiefe Lernen (DL) und die künstlichen neuronalen Netze (ANN) gehören beide zum Bereich des maschinellen Lernens (ML), der wiederum der KI zugeordnet ist. ANNs sind in der Lage, komplexe Zusammenhänge zu erlernen und auszuführen, was in den letzten Jahren zu bemerkenswerten Ergebnissen geführt hat.

Die zulässigen Beanspruchungen von ausgewählten Welle-Nabe-Verbindungen (Kegel-, Zylinderpressverband sowie Passfeder-, Rändel-, Polygonverbindung, etc.) werden im Bereich der Dauer-, Zeit- und Betriebsfestigkeit seit Jahrzehnten schwerpunktmäßig am IKAT untersucht. Dabei wird des Verhalten sowohl unter einzelnen Belastungen (Biegung, Torsion) wie auch kombinierten dynamischen Lasten analysiert.

Im Kontakt verschiedener Bauteile initiieren Verformungen in Verbindung mit dem vorherrschenden Fugendruck den Schädigungsprozess der Reibdauerermüdung (Reibkorrosion). Aktuelle Forschungsaktivitäten am Institut konzentrieren sich auf die grundlagenorientierte Erforschung des Schadensphänomens Reibkorrosion und verfolgen die Zielstellung der Erarbeitung eines wirkungskonformen Berechnungsverfahrens.

Wachsender ökologischer und ökonomischer Druck führt in der Entwicklung der Gleitlager zu immer höheren und komplexeren Beanspruchungen. Die Forschung am Institut beschäftigt sich daher vorrangig mit der Untersuchung und Entwicklung von alternativen Gleitwerkstoffen und dem Einfluss geometrischer Abweichungen. Der Schwerpunkt der Untersuchungen liegt im Verschleißverhalten bei unterschiedlichsten Betriebsbedingungen (Partikel, Mischreibung, Hydrodynamik).

Während konventionelle Mechanismen ihre Verformbarkeit den gleitenden oder rollenden Schnittstellen in den Gelenken verdanken, erfüllen nachgiebige Mechanismen ihre Funktion durch elastische Dehnungen an Stellen, die beim Entwurf bewusst flexibel gestaltet werden. Dieses Funktionsprinzip ermöglicht neuartige, formadaptive Strukturen, welche beispielsweise in der Softrobotik oder bei formvariablen Tragflächen Anwendung finden können. Die Professur setzt hierbei den Forschungsschwerpunkt auf optimierungsbasierte Synthesemethoden.

Die Festigkeitsuntersuchungen fokussieren auf die Zahnfußtragfähigkeit von Schneckenradgetrieben. Die Herausforderung zur numerischen Abbildung liegt in der komplexen Geometrie und im speziellen Werkstoff Bronze.

Der Haftreibwert (auch: Reibbeiwert oder Reibungszahl) ist als eine Systemgröße mit einer Vielzahl beeinflussender Parameter zu verstehen. Um bestehende Potentiale in reibschlüssigen Verbindungen (u. a. Schrauben-, Flansch-, Pressverbindungen) zu nutzen, ist eine experimentelle Untersuchung unerlässlich. Mit Hilfe standardisierter Prüfverfahren an Modellproben werden an der Forschungsstelle verschiedenste tribologische Konfigurationen hinsichtlich ihres Übertragungsverhaltens betrachtet. Ein Hauptforschungsgebiet ist dabei die Synthese neuer Auslegungs-/Auswahlwerkzeuge für reibwerterhöhende Maßnahmen (z. B. Mikro-/Laserstrukturen, Hartpartikel, Beschichtungen) für statische und dynamische Belastungsfälle.

Wie lässt sich Nachhaltigkeit in der Produktentwicklung schon gleich zu Beginn mit Denken? Wie lassen sich Grundprinzipien der Nachhaltigkeit: Menschenrechte, Kreislaufwirtschaft, Natur- und Ressourcenschutz und betriebswirtschaftliche Tragfähigkeit in Produkten verankern? Welche Methoden und Fähigkeiten benötigen Entwickler, Konstrukteure und Manager zur Umsetzung nachhaltiger Produkte in ihrer ganzen Komplexität?